POLITECHNIKA WARSZAWSKA

WYDZIAŁ INŻYNIERII ŚRODOWISKA

UZDATNIANIE WODY DO CELÓW PRZEMYSŁOWYCH

„STABILNOŚĆ WODY”

Grupa: ZWiOŚ 1R

Emilia Hołownia

Paulina Miklińska

Aleksandra Sacewicz

Jakub Ledkiewicz

Karol Lipiński

Michał Szkielonek

1. Wstęp teoretyczny

Stabilność wody to cecha mówiąca o tym, że woda posiada zdolność do niezmieniania swoich parametrów jakościowych podczas jej magazynowania i transportu. Woda stabilna nie wytrąca osadów i nie powoduje korozji. Natomiast woda posiadająca zdolność do rozwoju mikroorganizmów i wytrącania osadów(węglan wapnia) jest wodą niestabilną. O stabilności wody w głównej mierze decyduje zawartość w wodzie agresywnego CO₂ oraz jony Ca²⁺ i Mg²⁺(twardość ogólna).

Występuje kilka metod oceny stabilności wody:

• Indeks Langeliera

• Indeks Ryznara

• Indeks Stabilności

Indeks Langeliera przedstawia stan równowagi węglanowej wody i zdolność do wytrącania osadów bądź rozpuszczania ich. Oblicza się go na podstawie różnicy pH wody surowej (pH_rz) i pH wody w stanie równowagi węglanowej (pH_n).

Jeżeli

• I_L = 0 to woda jest stabilna, nie ma zdolności do wytrącania ani rozpuszczania osadu CaCO₃ i jej własności korozyjne są osłabione;

• I_L >0 to woda jest nieagresywna, ma zdolność do wytrącania osadu CaCO₃ i jej właściwości korozyjne są osłabione;

• I_L <0 to woda jest agresywna, jest nasycona CaCO₃, zawiera agresywny CO₃ i ma zdolności do rozpuszczania osadu węglanu wapniowego, wpływa to na zwiększenie własności korozyjnych wody.

W przypadku pomiaru indeksem Ryznara wody stabilne to takie dla których I_R = 6.25 ÷ 6.75. Wody poniżej tego przedziału posiadają zdolność do wytrącania osadów, natomiast powyżej posiadają cechy agresywne.

Wyznaczenie indeksu stabilności polega na określeniu stosunku pH_rz / pH_n lub Z_rz / Z_n. Woda stabilna jest w momencie, gdy I_S = 1, jeżeli I_S> 1 to woda jest zdolna do wytrącania osadów węglanu wapnia, zaś gdy I_S < 1 to woda ma cechy agresywne.

2. Cel i zakres ćwiczenia

Celem wykonywanego ćwiczenia była ocena stabilności dwóch wód na podstawie wykonanych oznaczeń za pomocą Indeksu Langeliera, Indeksu Ryznara i Indeksu stabilności, a następnie porównanie otrzymanych wyników.

Zakres ćwiczenia obejmował:

• Wykonanie oznaczeń dla wody surowej

• Oznaczenie zasadowości ogólnej w stanie nasycenia węglanem wapnia wody

• Wyznaczenie poszczególnych indeksów w celu oceny i porównania dwóch badanych wód.

3. Metodyka

W pierwszej kolejności należało wykonać oznaczenia wody surowej tj. temperatura, pH, zasadowość ogólna (Zm), twardość wapniowa, wolny dwutlenek węgla, chlorki, siarczany, tlen rozpuszczony. Sucha pozostałość została przyjęta jak w poprzednich grupach.

Kolejnym etapem było dodanie do 400 ml każdej wody po 10mg CaCO₃, zamknięcie kolb i wstrząsanie ich na wstrząsarce przez 30 minut. Po wstrząsaniu próbki musiały odstać przez około 15 minut. Następnie zdekantowano badaną wodę oddzielnych kolb i wykonano oznaczenie zasadowości ogólnej.

4. Otrzymane wyniki

Lp.	Oznaczenia	Jednostki	Woda 1		Woda 2
						surowa	nasycona	surowa	nasycona
1	Temperatura	°C	18	-	17,6	-
2	pH		7,02	7,15	5,51	6,50
3	Zasadowość ogólna	mval / l	2,8	2,7	2,65	11
4	Twardość wapniowa	mval / l	1,7	-	2,2	-
5	Wolny CO2	mg / l	17,6	15,4	404,8	123,2
6	Chlorki	mg / l	85,2	-	85,2	-
7	Siarczany	mg / l	75	-	75	-
8	Sucha pozostałość	mg / l	600	-	600	-
9	Tlen rozpuszczony	mg/l	9,54	-	9,66	-
Wyznaczenie wartości A, B, C, D
9	Wartość A z tabl. 3.3	-	0,2	-	0,2	-
10	Wartość B z tabl. 3.3	-	2,1	-	2,1	-
11	Wartość C z tabl. 3.3	-	1,5	-	1,6	-
12	Wartość D z tabl. 3.3	-	2,2	-	2,1	-
Obliczenie indeksów stabilności na podstawie analizy wody surowej (WS)
13	pHn = (9,3+A+B) - (C+D)	-	7,9		7,8
14	Langeliera IL = pH - pHn	-	- 0,88		-2,29
15	Ryznera IR = 2pHn - pH	-	8,78		10,09
Doświadczalne wyznaczenie indeksów stabilności na podstawie analizy wody surowej i wody po nasyceniu CaCO3
16	Indeks stabilności IS = pHrz / pHn	-	0,89		0,71
17	Indeks stabilności IS = Zrz / Zn	-	1,04		0,24

Gdzie: A - wartość odczytana na podstawie suchej pozostałości,

B - wartość odczytana na podstawie zmierzonej temperatury,

C - wartość odczytana na podstawie twardości wapniowej,

D - wartość odczytana na podstawie zasadowości ogólnej.

5. Analiza wyników. Wnioski

Na podstawie analizy wody surowej wyznaczono indeksy stabilności. Wyznaczona wartość indeksu Langeliera oraz indeksu Ryznera świadczy o tym, że woda 1 jaki i woda 2 są agresywne.

Po nasyceniu wody węglanem wapnia i wyznaczeniu indeksów stabilności woda 1 jest stabilna, natomiast woda 2 jest agresywna, tzn. że ma własności korozyjne i może rozpuszczać węglan wapnia.

Po przeprowadzeniu oznaczeń wody można zauważyć, że woda która okazała się agresywna - woda 2, posiada dużo większą zawartość wolnego CO₂ w porównaniu do wody stabilnej - woda 1.

Rozpatrując zawartość zasadowości ogólnej można poniekąd stwierdzić o stanie wody. Woda po dodaniu węglanu wapnia i wytrząsaniu w przypadku wody 2 osiągnęła wzrost zasadowości ogólnej co może świadczyć o tym, że węglan wapnia został rozpuszczony w niej w skutek jej dużej agresywności. Natomiast w przypadku wody 1 zasadowość ogólna spadła, co może sugerować, że węglan wapnia nie rozpuścił się, a wręcz wytrącił w formie osadu.

Rozpatrując wyznaczone wartości indeksów stabilności, można uznać, że każdy z nich wskazał na ten sam typ danej wody. Również po spojrzeniu na wartości CO₂ można stwierdzić, która woda jest agresywna, a która nie jest.

Reasumując stwierdza się, że woda 1 jest wodą stabilną natomiast woda 2 jest wodą o cechach agresywnych.

---